QB50

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Le CubeSat Qarman, de la constellation QB50, est testé dans la chambre Hertz de l'établissement ESTEC de l'Agence spatiale européenne.

QB50 est un projet visant à lancer une quarantaine de CubeSats développés par des équipes universitaires emportant chacun un instrument scientifique pour l'étude de la thermosphère. Ces nano-satellites doivent être placés en orbite durant le premier semestre 2017 en deux vagues.

Historique[modifier | modifier le code]

Le projet de constellation de CubeSat QB50 est mis sur pied en 2011 par l'institut de recherche belge IVK (Institut von Karman consacré aux recherches sur la dynamique des fluides). Du fait de sa taille réduite un CubeSat simple (10x10x10 cm masse 1 kg) ou mème double ou triple ne peut emporter qu'une très faible charge utile et sa capacité à manœuvrer ou transmettre des données est réduite. En combinant les capacités de plusieurs CubeSat dotés de capteurs identiques on peut remplir des objectifs scientifiques. La réalisation d'une constellation de CubeSats est un sujet ancien mais qui se concrétise pour la première fois avec le projet QB50[1].

Objectifs[modifier | modifier le code]

Le projet QB50, financé en partie dans le cadre du Septième programme-cadre de l'Union Européenne, a pour objectif de[2],[3] :

  • Faciliter l'accès à l'espace
  • Effectuer des mesures in situ et multipoints dans la thermosphère
  • Développer des démonstrateurs technologiques
  • Contribuer à la formation : les CubeSats sont réalisés par des universités.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Tous les CubeSats QB50 doivent répondre au cahier des charges imposé à ce type de nano-satellite (celui-ci définit les dimension, masse, contrainte sur la pressurisation, le système propulsif, la mise en marche, les mécanismes de déploiement, etc.) ainsi qu'à un cahier des charges complémentaire établi dans le cadre du projet QB50. Celui-ci impose notamment une durée de vie minimale de 6 mois, la capacité du satellite à ralentir un mouvement de rotation, etc.

Instruments scientifiques[modifier | modifier le code]

La majeure partie des CubeSat emporte un des trois capteurs suivants destinés à collecter des données sur la thermosphère[4] :

  • Le spectromètre de masse des ions neutres INMS (Ion and Neutral Mass Spectromete) développé par le Laboratoire de science spatiale Mullard mesure la densité des ions in situ et détermine les principaux constituants (azote, oxygène moléculaire, oxygène atomique).
  • Expérience FIPEX développée par TU Dresden de mesure de l'oxygène présent dans l'atmosphère résiduelle
  • Sonde de Langmuir à capteurs multiples mNLP (Multi Needle Langmuir Probe) développé par l'université d'Oslo. L'instrument mesure la densité des électrons avec une résolution spatiale de 1 mètre.

Démonstrateurs technologiques[modifier | modifier le code]

Plusieurs CubeSats transportent une charge utile spécifique[4]  :

  • QARMAN (QubeSat for Aerothermodynamic Research and Measurements on AblatioN) est un CubeSat 3U construit par l'Institut von Karman de dynamique des fluides pour étudier le processus de rentrée atmosphérique et les phénomènes aérothermodynamiques associés. Il comprend un bouclier thermique utilisant un matériau ablatif innovant. Il doit également tester un système de désorbitage passif et un système de render-vous orbital non propulsé.
  • DelFFi désig,e 2 CubeSat 3U - Delta and Phi - qui sont construits par TU Delft. Ils doivent démonter leur capacité à effectuer un vol en formation de manière autonome en utilisant différents dispositifs. Ils emportent également un capteur FIPEX.
  • InflateSail est un CubeSat 3U développé par le Surrey Space Centre qui doit tester l'utilisation d'une voile d'une superficie de 3 m x 3 m utilisant une structure gonflable pour accélérer la désorbitation de satellites.

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Les CubeSats doivent être placés en orbite en deux temps[5] :

  • 28 CubeSats, regroupés sous l'appellation SB50-ISS, sont embarqués dans le vaisseau de ravitaillement Cygnus et sont placés en orbite vers la mi-mars 2017 par une fusée Atlas V. Déchargés dans la Station spatiale internationale, ils sont vérifiés par l'équipage de celle-ci puis largués dans l'espace en plusieurs séries espacées. Ils circulent alors sur la même orbite que la station spatiale (altitude environ 415 km, inclinaison orbitale 51,6°).
  • 8 CubeSats, regroupés sous l'appellation SB50-PL , sont placés en orbite en tant que charge utile secondaire par une fusée indienne PSLV vers le 21 avril. Ils circulent alors une orbite héliosynchrone à 500 km d'altitude avec une inclinaison orbitale de 97,1°.

Les mesures de la thermosphère sont effectuées à partir du moment où l'altitude des nano-satellites est descendue à 300 km/

Liste des CubeSats du programme QB50[modifier | modifier le code]

La majeure partie des satellites doivent être lancés au cours du 1er semestre 2017.

Liste des CubeSats placés en orbite durant le premier semestre 2017[6]
Identifiant Type
CubseSat
Instrument
scientifique
Participant universitaire principal Désignation
du CubeSat
Pays Lanceur
AT03 2U mNLP FHWN Pegasus Autriche PSLV
AU01 2U INMS Université d'Adélaïde SUSat Australie Atlas V
AU02 2U INMS Université de Nouvelle-Galles du Sud UNSW-EC0 Australie Atlas V
AU03 2U mNLP Université de Sydney INSPIRE-2 Australie Atlas V
AZ01 2U FIPEX Université de Stellenbosch ZA-AEROSAT Afrique du Sud Atlas V
AZ02 2U FIPEX SCS-SPACE nSIGHT-1 Afrique du Sud Atlas V
CA03 2U mNLP Université d'Alberta ExAlta-1 Canada Atlas V
BE02 2U INMS Institut de technologie de Harbin LilacSat-1 Chine Atlas V
BE03 2U FIPEX Université des Sciences et Technologies de Nanjing NJUST-1 Chine Atlas V
BE04 2U INMS Université Polytechnique du Nord-ouest Ao Xiang-1 Chine Atlas V
BE06 2U INMS Université Nationale de technologie de Défense NUDTSat Chine PSLV
CZ02 2U FIPEX VZLU VZLUSAT1 Tchéquie PSLV
DE02 2U INMS UCL UCLSat Royaume-Uni Atlas V
DE04 3U N/A FH Aachen DragSail-CubeSat Allemagne PSLV
E501 2U INMS Université polytechnique de Madrid QBITO Espagne Atlas V
FI01 2U mNLP Université Aalto Aalto-2 Finlande Atlas V
FR01 2U FIPEX École Polytechnique X-CubeSat France Atlas V
FR05 2U FIPEX Mines ParisTech SpaceCube France Atlas V
GB03 2U INMS University College de Londres UCLSat Royaume-Uni PSLV
GB06 3U N/A Université de Surrey InflateSail Royaume-Uni PSLV
GR01 2U mNLP Université Démocrite de Thrace DUTHSat Grèce Atlas V
GR02 2U mNLP Université de Patras UPSat Grèce Atlas V
IL01 2U mNLP IDC Herzliya Hoopoe Israël Atlas V
IT02 3U mNLP Université de Rome « La Sapienza » URSA MAIOR Italie PSLV
KR01 2U INMS KAIST LINK Corée du Sud Atlas V
KR02 2U FIPEX Université nationale de Séoul SNUSAT-1 Corée du Sud Atlas V
KR03 2U FIPEX Université nationale de Séoul SNUSAT-1b Corée du Sud Atlas V
LT01 3U FIPEX Université de Vilnius LituanicaSAT-2 Lithuanie PSLV
SE01 2U FIPEX Université de technologie de Lulea QBEE Suède Atlas V
TR01 2U mNLP Université technique d'Istanbul BEEAGLESAT Turquie Atlas V
TR02 2U mNLP HAVELSAN HAVELSAT Turquie Atlas V
TW01 2U INMS NCKU PHOENIX Taiwan Atlas V
UA01 2U FIPEX Université nationale technique d'Ukraine PolyTAN-2 SAU Ukraine Atlas V
US01 2U INMS Université du Colorado Challenger Etats-Unis Atlas V
US02 2U FIPEX Université du Michigan Atlantis Etats-Unis Atlas V
US04 2U FIPEX Universidad del Turabo Columbia Etats-Unis Atlas V

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « QB50 : the first network of CubeSats », Institut von Karman de dynamique des fluides (consulté le 22 février 2017)
  2. « ZOOM SUR ... LE PROJET QB50 », CNRS,
  3. « CNESMAG - CUBESAT », CNES, , p. 10
  4. a et b (en) « Objectives », sur QB50 (consulté le 22 février 2017)
  5. (en) « CubeSats Participating in the QB50 Project », sur QB50,
  6. (en) « QB50 Launch Scenario », sur QB50, (consulté le 22 février 201)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]